本發明專利技術提供一種可插入施源器(applicator)(附圖中A)導管內(catheter)(附圖中B)的體腔內劑量傳感器。在高劑量率短距放射治療(High?Dose?Rate?Brachytherapy)過程中，該劑量傳感器通過施源器植入病人體腔內，實現放射源對目標腫瘤的體腔內照射劑量值的實時連續檢測。該探測器具有實時性好、體積小、靈敏度高、穩定性高、易集成等特點。同時，本發明專利技術還提出了一種集成了體腔內劑量傳感器的高劑量率短距放射治療系統。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及放射治療劑量檢測領域中的一種體腔內劑量探測器(In vivo dosedetector),可應用于高劑量率短距離放射治療系統(High Dose Rate Brachytherapy)。本專利技術還可應用于其它短距離放射治療系統(Brachytherapy)比如中劑量率短距離放射治療(Middle Dose Rate Brachytherapy)、低劑量率短距離放射治療(Low Dose RateBrachytherapy)、適型短距離放射治療系統(Conformal Brachytherapy)和脈沖波源短距離放射治療系統(Pulse Source Brachytherapy)等。
技術介紹
放射治療儀器的發展為腫瘤的診斷、治療及預防提供了高效便捷的手段。放射治療儀器按照射方式可分為兩種體外遠距離照射用的放射治療系統(Telet herapy)及在 人體體腔內或組織間照射用的短距離放射治療系統(Brachytherapy)。短距離放療儀器是指將封裝好的放射源經人體腔道放在腫瘤體附近或表面，或是將細針管插植于腫瘤體內導入射線源實施照射的放療技術總稱。1892年12月，居里夫婦發現了鐳，1904年用于治療皮膚惡性腫瘤，開創了短距離放療的先河。由于放射防護比較困難，使得短距離放療發展緩慢。1980年以來，短距離治療后裝器技術(Afterloader)的發展和完善，使得短距離放射治療系統得以復興。與體外放射治療不同，短距離放射治療可以在極短的治療時間內提供所需的放射劑量，大大減少放療距離，并貼近腫瘤組織，從而降低了腫瘤周圍正常組織的放射損傷。這些特點將治療帶給患者的傷害降到最低，并讓他們能夠更快地回到日常生活中去，因此被越來越廣泛的應用到腫瘤治療當中。根據所使用的放射性核素源的照射劑量率大小，短距離放射治療可分為高劑量率短距離放射治療，劑量率> 12Gy/小時；中劑量率短距離放射治療，劑量率=2-12Gy/小時；低劑量率短距離放射治療，劑量率=O. 4-2Gy/小時。其中高劑量率短距離放射治療由于治療時間短并且不需住院，因此減少了醫護工作人員的工作量，成為當前短距離放射治療的主要發展趨勢。在高劑量率短距離放射治療過程中，帶有導管(Catheter)的施源器(Applicator)首先被放置在體腔內腫瘤附近合適的位置，然后通過超聲或x_ray拍片確認。再根據病變情況確定治療方案，用模擬放射源通過特定的坐標重建方式，確定放射源位置，核算照射劑量，獲得合理的劑量分布。然后，啟動后裝器開關將封裝好的放射源通過施源器的導管自動送到治療計劃系統所計算的駐留位置(dwell positions)進行預計駐留時間(dwell times)的放療。治療結束后，放射源自動回到儲源器中。目前，國際上已有相關公司生產HDR短距離放射治療系統，比如荷蘭Nucletron醫療儀器公司所生產的OncoSystem 。該系統可以將放射源準確的植入病人體內的駐留位置進行放療。但是該系統及其同類短距離放療系統具有一個顯著的缺點都采用體腔外劑量傳感器在病人體表對放射源照射到目標腫瘤的劑量進行探測，并與治療計劃所計算的放射源腔內照射劑量相比較。然而，腫瘤與病人體表之間的大量組織對放射源的影響，嚴重降低了對放射源實際照射到目標腫瘤劑量的準確探測，增加了短距離放射治療的風險性。綜上所述，如何準確探測放射源在放療過程中照射到目標腫瘤上的劑量，減少和避免由于劑量探測不準確所導致的醫療事故(比如放射源照射劑量的過大或者過小對目標腫瘤及其周圍組織造成的損害等)，是目前短距離放射治療領域亟需解決的問題。因此，將具有超小尺寸的腔內劑量傳感器和短距離放射治療系統集成在一起，實現放射源照射到目標腫瘤上的劑量的實時監測，是本專利技術的創研動機。本專利技術可以顯著降低短距離放射治療的風險性，從而提高其質量保證(Quality Assurance, QA)。
技術實現思路
本專利技術旨在解決上述劑量檢測的問題，提出一種“集成于短距離放射治療系統的體腔內劑量探測器”，該探測器通過施源器的導管進入病人體腔內，對HDR短距離放射治療過程中的放射源照射到腫瘤目標的劑量進行實時探測。該傳感器具有體積小、靈敏度高、穩定性聞、以及易集成等特點。本專利技術所述劑量探測器芯片可以采用工作在光伏模式下的具有偏壓驅動(Applied Voltage Bias)或者不具有偏壓驅動的半導體二極管、金屬氧化層半導體場效應管(Metal Oxide Semiconductor Field-effect Transistor, MOSFET)或者熱致發光二極管(Thermal Luminescent Diode, TLD)。所述的劑量傳感器芯片(見附圖2A)通過一對被封裝在可彎曲護套(見附圖2B)中的金屬導線(見附圖2C)連接到靜電儀或者其他電流/電壓測量儀器(見附圖2D)上讀取數據。其中護套可以由聚酯纖維或者尼龍等絕緣材料制成。所述的導線護套通過多個固定環來準確決定探測器的位置，其中固定環材料可以是鈦或者鎳等金屬。(見附圖2E)所述的探測器芯片通過倒裝旱芯片技術(Flip-chip)或者銀膠(Silver glue)固定在襯底(見附圖2F)上。襯底可以采用IOOum厚的聚酰亞胺(Polyimide)等柔性材料。其中襯底具有一對導線孔，可以使導線穿過襯底連接到探測器芯片上。集成腔內劑量傳感器的高劑量率短距放射治療系統包括一個可植入體腔內的放射源顆粒，由后裝器控制的放射源顆粒，通過施源器其中一個導管進入體腔內，并在治療方案中所確定的駐留位置對目標進行放療；一個可植入體腔內的劑量傳感器探針，探針通過施源器另一個導管進入體腔內，并對目標進行劑量探測；一個靜電儀測試系統，可以用來將探針所測到的劑量轉換成電壓或者電流信號記錄、保存。所述系統包括用來計算治療放案中每個駐留位置上計劃劑量(planned dose)的方法。所述系統包括用來計算治療方案中放射源所經過的所有位置上的完整積分計劃劑量(integrated planned dose)的方法。所述系統包括一個比較器，該比較器在給定的駐留位置上，將探測器所測得的實際劑量與治療方案中所計算的計劃劑量相比較并輸出比較結果。所述系統包括一個比較器，該比較器在射源所經過的所有位置上，將探測器所測得的實際完整積分劑量與治療方案中所計算的計劃完整積分劑量相比較并輸出比較結果。所述系統包括一個報告系統用來接受和存儲比較器輸出的信號。該報告系統同時被用來接收病人的警報條件，當比較器的輸出信號與病人的警報條件沖突時，所述報告系統會啟動緊急程序。一種對高劑量率短距放射治療進行體腔內劑量檢測的方法，該方法包括將裝有放射源顆粒和體腔內劑量傳感器探針的兩個導管同時植入體腔內并置于被治療目標上；將放射源顆粒通過導管移至治療計劃中所定義的駐留位置上，對目標腫瘤進行放療；將傳感器探針通過導管移至治療目標中的探測位置上，對放射源在駐留位置上的照射到目標腫瘤的劑量進行測量。附圖說明附圖，其被結合入并成為本說明書的一部分，示范了本專利技術的實施例，并與前述的綜述和下面的詳細描述一起解釋本專利技術的原理。圖I為應用于HDR短距離放射治療的施源器實物圖。圖2為腔內劑量傳感器探針示意3為半導體二極管劑量本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于高劑量率短距放射治療過程中(High？Dose？Rate？Brachytherapy)的體腔內劑量傳感器探針，其特征在于：可插入施源器導管內并通過施源器植于病人體腔內，實現放射源對目標腫瘤的體腔內照射劑量值的實時檢測。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：曹暾，湯毅欣，
申請(專利權)人：曹暾，
類型：發明
國別省市：
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